电力线通信终端变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子通信领域，涉及一种电力线通信终端变压器。
【背景技术】
[0002]电力载波(PowerLine Carrierffave,简称PLCW)通信是利用电力线进行信息传送的一种通信方式。电力载波通信在远程三表(水表、电表、煤气表)信息的自动米集和传输中得到广泛的应用，在智能小区建设中备受青睐。随着信息技术的发展，智能化网络家电逐渐成为研究热点，而将电力载波应用于智能化网络家电控制则刚刚开始。国内目前尚未有应用于智能化网络家电控制的电力载波通讯产品的研究报道；
将电力载波应用到智能化网络家电控制中还存在许多技术难点:(1)如何设计基于电力载波控制的智能化家电网络的体系结构；(2)如何制定电力载波通讯协议，使得它们之间能够相互可靠地传递信息；(3)如何克服电力载波固有的信号衰减、阻抗失配以及等幅振荡干扰等问题；(4)如何设计电力线接口(PowerLine Interface,简称PLI )。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术所存在的不足，本发明公开了一种电力线通信终端变压器。
[0004]本发明所述电力线通信终端变压器，包括两个串联的主绕组和一个副绕组，所述副绕组与第三电容串联，且并联有负载电阻，两个主绕组的公共端到地之间连接有双向稳压二极管，两个主绕组的非公共端之间连接有滤波电容。
[0005]具体的，所述两个主绕组的匝数比为4-7:1。
[0006]具体的，所述副绕组与两个主绕组中匝数较少的主绕组匝数相同。
[0007]本发明所述电力线通信终端变压器，元器件数量少；且稳定可靠，能够抵抗各种常见电网干扰，易于实现。
【附图说明】
[0008]图1示出本发明的一种【具体实施方式】结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0010]本发明所述电力线通信终端变压器，包括两个串联的主绕组和一个副绕组，所述副绕组与第三电容串联，且并联有负载电阻，两个主绕组的公共端到地之间连接有双向稳压二极管，两个主绕组的非公共端之间连接有滤波电容。
[0011]电力载波通讯网络一般采用主从控制方式，上层有一个主控CPU，下层有若干个从CPU。主控CPU向各个从CPU发出指令协调工作，同一时刻只能有一个CPU使用电力线资源。主控CPU与网关或者家庭服务器相联，从CPU控制智能电路工作。
[0012]在目前的电力载波通讯产品中，主要使用两种方式:窄带通讯方式和扩频通讯方式。窄带通讯技术价格低廉并且较为容易实现；扩频通讯技术在抗干扰性能上扰于窄带通讯，但技术复杂。使用ST7536作为电力载波芯片，采用窄带通讯方式，是目前广泛应用于自动抄表系统中的一项成熟技术。考虑到家庭网络通讯距离短、消息命令少等特点，因此可以选择ST7536芯片设计电力载波通讯模块。
[0013]信号衰减、阻抗失配、脉冲噪声以及等幅振荡波干扰等问题是影响电力线传输信号的普遍问题。除此以外，电力线接口的变压器设计也是设计难点。
[0014]在电力线上存在各种各样的干扰，主要包括电源线中的高频干扰、感性负载产生的瞬变噪声、晶闸管通断时产生的干扰、电网电压的短时下降干扰和拉闸过程形成的高频干扰。对于以上各种问题，解决的方法主是屏蔽、滤波、接地，在线路板上布线时应注意减小分布电感和分布电容。衰减和阻抗匹配实际上是一个问题的核心问题是对电线阻抗进行检测，检测到的信号引入到ST7536构成闭环，使阻抗匹配，增大输出功率。另外，在电力载波模块的，应极力避免同一线路上两个模块同时处于发送状态，此时两模块互为负载，模块若长时间工作，将有可能损坏。解决问题的办法是:建议主从式网络，由主机对各从机轮询，从机只有得到主机控制指令后才可以往电力线上发送信号；而发送模块一旦发现线路上有其它模块下在发送，则本模块立即转为接收状态。
[0015]PLI由低通滤波、前置放大、变压器等组成，目的是把ST7536同电力线隔离，在电力线上加载/析取信号，过滤电力线上的50/60HZ信号以及发送信号的二次谐波信号。
[0016]变压器的铁芯是ΤΟΚΟ T1002N，具有两个主绕组和一个副绕组，匝数比为4:1:1，其电路结构见图1。变压器的典型值为:Llt:9.4yH；L4t:140yHo
[0017]变压器的主绕组作用是选通滤波，利用电容C10/C11将谐振频率设定在发送频率。电容C10/C11与主绕组lt/4t并联。这两个绕组等效值计算如下:
Leq=Llt+L4t+2M等效电感:
Leq=Ll t+L4t+2 XM
=9.4 μ H+140 μ Η+2 X 25.6 μ Η=200 μ H 所以电容C1与Cll并联的等效电容(Ceq=Cp=C10//Cll)为:
因为ST7536是基于窄带通讯方式的，所以滤波器的通带很窄，因而对于每个发送频率Cp具不同的值。
[0018]在印刷电路板上电容应当靠近变压器。为了获得最佳的滤波性能，电容C10/C11采用线性度较好的种类。
[0019]电容C12用来过滤电力线上的50/60HZ信号，它将低频信号过滤掉而让高频信号得以通过。C12是X2类电容。X2类电容具有短路保护功能。这在电力载波系统中是不可缺少的。因为假如万一电容短路，C12电容就失去了过滤50/60HZ信号的能力，则PLI就会烧坏，危险时会对靠近ST7536的人员造成伤害。
[0020]为了避免毛刺对PLI破坏，在PLI中使用了 TRLl双向稳压管。它的稳压值为6.8V。如果出现了 6.8V及以上电压，TRLl就会短接到地，从而保护PLI的其余部件不会被烧坏。
[0021]前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.电力线通信终端变压器，其特征在于，包括两个串联的主绕组和一个副绕组，所述副绕组与第三电容串联，且并联有负载电阻，两个主绕组的公共端到地之间连接有双向稳压二极管，两个主绕组的非公共端之间连接有滤波电容。2.如权利要求1所述的电力线通信终端变压器，其特征在于，所述两个主绕组的匝数比为4-7:1。3.如权利要求1所述的电力线通信终端变压器，其特征在于，所述副绕组与两个主绕组中匝数较少的主绕组匝数相同。
【专利摘要】电力线通信终端变压器，包括两个串联的主绕组和一个副绕组，所述副绕组与第三电容串联，且并联有负载电阻，两个主绕组的公共端到地之间连接有双向稳压二极管，两个主绕组的非公共端之间连接有滤波电容。具体的，所述两个主绕组的匝数比为4-7：1。具体的，所述副绕组与两个主绕组中匝数较少的主绕组匝数相同。本发明所述电力线通信终端变压器，元器件数量少；且稳定可靠，能够抵抗各种常见电网干扰，易于实现。
【IPC分类】H04B3/56
【公开号】CN105530031
【申请号】CN201410575917
【发明人】史军
【申请人】史军
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年10月25日